삼성전자가 반도체 집적도를 높일 수 있는 신소재를 발견해 반도체소재 분야 연구개발에서 의미있는 성과를 냈다.

6일 삼성전자 종합기술원은 최근 울산과학기술원(UNIST)와 공동으로 신소재 ‘비정질 질화붕소(a-BN)’ 발견에 성공했다고 밝혔다.

이번 발견은 영국 맨체스터대학교 연구팀이 ‘꿈의 신소재’로 불리던 그래핀(Graphene)을 발견한 이후 16년 만의 의미 있는 신소재 발견이다.

집적도를 높이는 일은 반도체 기술의 어려운 문제 중 하나다. 집적도를 높이면 더 많은 정보를 빠르게 처리할 수 있지만 전기적 간섭 등 기술적 문제가 증가한다.

그래핀 등 2차원 소재는 반도체업계의 고민을 해결할 수 있는 열쇠로 주목받는다. 2차원 소재는 물질의 가장 작은 단위인 원자 수준에서 반도체의 강력한 특성을 갖는다.

2차원 소재인 비정질 질화붕소는 탄소로 구성된 그래핀과 달리 질소와 붕소로 구성된 화이트 그래핀의 파생 소재다. 구성 물질은 같지만 분자구조가 정형화돼 있지 않아 화이트 그래핀과 구분된다.

비정질 질화붕소는 전기적 간섭을 나타내는 유전율이 1.78로 세계 최저 수준이다. 현재 사용하는 소재의 유전율(2.5)보다 낮아 반도체 집적도를 높이는데 활용할 수 있다.

또 저온(400℃)에서도 소재가 큰 면적으로 성장할 수 있어 반도체 공정 혁신에도 도움이 될 것으로 보인다. 

D램, 낸드 등 메모리반도체는 물론 시스템반도체 전반에서 비정질 질화붕소를 적용할 수 있으며 특히 고성능이 요구되는 서버용 메모리반도체에 활용이 기대된다.

박성준 삼성전자 종합기술원 상무는 “개발한 신소재를 공정에 적용하기 위해서는 학계와 기업의 추가적인 연구와 개발이 필요하다”며 “신소재 연구개발뿐 아니라 공정 적용성을 높여 반도체 패러다임 전환을 주도할 수 있도록 계속 노력하겠다”고 말했다. [비즈니스포스트 김디모데 기자]